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研究背景: 屎肠球菌菌毛样表面蛋白PilA在医院感染的屎肠球菌菌株中呈广泛表达。尽管有证据表明革兰氏阳性菌菌毛与黏附、定植有关,但是关于屎肠球菌菌毛样蛋白PilA是否使屎肠球菌易于在医院环境中生存及促进屎肠球菌在肠道中的定植仍然未知。另外,使用屎肠球菌表面蛋白制品-免疫球蛋白抗体或疫苗的被动或主动免疫治疗与目前的抗菌药物组合是未来屎肠球菌治疗的一个可行方案,因此需探讨屎肠球菌菌毛样蛋白PilA在人体内的免疫原性。 目的: 检测人体抗屎肠球菌菌毛蛋白PilA抗体来探讨PilA是否可在人体表达及其免疫原性,为制作针对PilA免疫制品提供依据。另外,构建pilA基因的插入-缺失突变体及互补修复衍生物,通过体外生物被膜、黏附实验及体内肠道定植能力测定以评估菌毛样蛋白PilA的在体外环境及哺乳动物体内黏附定植作用。 方法:通过PCR扩增pilA片段,克隆于质粒pQE-30上,重组构建PilA蛋白表达载体pQE-pilA,转化于感受态细胞DH5α中,使用IPTG诱导表达、纯化得到重组融合PilA蛋白,并使用Western Blot分析PilA蛋白的免疫反应性。收集临床科室屎肠球菌源菌血症患者的血清样本及屎肠球菌感染株,PCR方法检测pilA基因的表达,使用Western Blot分析血清中抗-PilA抗体IgG及IgM的表达,以确定PilA菌毛样蛋白在人体内的免疫原性。 使用基因插入-缺失及互补修复构建菌血症源屎肠球菌E1162菌的pilA基因突变体 E1162?pilA及突变体的互补修复衍生物E1162?pilA(pAT392::pilA),绘制体外生长曲线评估pilA基因缺失/互补修复后的生长能力变化;应用免疫电子显微镜观察菌血症来源的屎肠球菌菌株E1162表面上的菌毛样蛋白PilA的表达,并探讨适宜PilA菌毛蛋白形成的生长条件。通过全细胞ELISA,流式细胞术和蛋白印迹验证pilA基因缺失/互补修复对PilA菌毛蛋白表达的影响。通过生物被膜形成实验、聚苯乙烯黏附实验和细胞黏附测定/抗体结合抑制试验以评估PilA菌毛蛋白对E1162黏附作用的影响。通过构建鼠肠道定植模型来评估菌毛蛋白PilA对E1162在哺乳动物体内定植作用的影响。 结果: 我们发现PilA蛋白在菌血症患者中具有免疫原性。屎肠球菌E1162只有使用固体培养时(非肉汤培养),菌体表面才有棒状PilA菌毛蛋白的表达;pilA基因的缺失使得屎肠球菌表面的菌毛样蛋白PilA的表达消除,而互补pilA基因可恢复PilA蛋白的表达。虽然pilA基因的缺失对生物被膜形成及聚苯乙烯黏附没有显著影响,但pilA基因缺失及使用抗PilA抗体处理后可显著减少E1162菌对结肠上皮细胞的黏附。在体内实验中,pilA基因的缺失显著减少了粪便中屎肠球菌的计数,并且减少了屎肠球菌在回肠、盲肠和远端结肠组织的定植。 结论: 我们成功表达了重组融合蛋白PilA,并发现PilA菌毛蛋白可在人体内表达并具有免疫原性,可指导主动或被动免疫制剂的合成。我们成功构建了pilA基因缺失突变体E1162?pilA及突变体的互补修复衍生物E1162?pilA(pAT392::pilA),并发现pilA基因表达的PilA蛋白在屎肠球菌黏附定植过程中发挥着重要作用,可成为治疗屎肠球菌感染的一个新靶点。以上发现为预防和治疗屎肠球感染提供了新的思路。